¿Pueden las computadoras cuánticas reemplazar a las computadoras ordinarias?

Según los resultados de los experimentos realizados por investigadores de IBM, se predice que la computación cuántica podría ofrecer aplicaciones prácticas del mundo real en aproximadamente dos años.

Hace cuatro años, los físicos de Google afirmaron que su computadora cuántica podía superar a las máquinas clásicas, incluso si se limitaba a un cálculo especializado sin implicaciones prácticas. Ahora IBM (International Business Machines Corporation) dice que las computadoras cuánticas pronto superarán a las computadoras ordinarias en tareas útiles como las propiedades de los materiales y las interacciones de las partículas.

Los investigadores de IBM simularon el comportamiento de los materiales magnéticos en su procesador cuántico Eagle. Significativamente, superaron el desafío del ruido cuántico, que es el principal obstáculo para esta tecnología, ya que introduce errores computacionales y brinda resultados confiables.

Cuántico único

Las computadoras cuánticas utilizan fenómenos cuánticos como la superposición y el entrelazamiento. Los qubits son bits cuánticos superpuestos y se pueden entrelazar. Los investigadores codificaron qubits en circuitos superconductores. La longevidad del estado cuántico del qubit es crucial para la computación cuántica eficiente, lo que lleva a importantes esfuerzos de ingeniería por parte del equipo para extender la vida útil del qubit. El equipo midió el ruido de los qubits, teniendo en cuenta patrones predecibles debido a errores de posicionamiento y fabricación. En condiciones sin ruido, realizaron cálculos para todos los 127 qubits de Eagle, superando los experimentos de computación cuántica anteriores con 60 pasos de procesamiento.

enfoque de error

Como lo confirmaron los resultados, los investigadores concluyeron que su estrategia se centró en la reducción de errores en lugar de la corrección. Sin embargo, a más largo plazo, tanto IBM como otras empresas se esfuerzan por hacer la transición a la corrección de errores cuánticos, lo que requerirá un aumento significativo en la cantidad de qubits por cada qubit de datos. Los investigadores dudaron del potencial de reducción de ruido, creyendo que solo la corrección de errores cuánticos podría permitir cálculos que superen las capacidades de las supercomputadoras clásicas.

Los investigadores han planeado lanzar el chip Condor de 1.121 qubits, que superará las capacidades de Eagle. Además, están desarrollando procesadores a gran escala con hasta 4158 qubits. Su objetivo es construir 100.000 máquinas qubit capaces de algoritmos con corrección total de errores para 2033, lo que requerirá resolver importantes desafíos técnicos.

Referencia: Kim, Y et al. Naturaleza 618, 500–505 (2023). Daley, A.J. et al. Naturaleza 607667-676 (2022). doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-01965-3